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文档简介

MOOC现代控制理论-哈尔滨工程大学中国大学慕课答案第1章单元测试1、问题:下述描述中哪些作为现代控制理论形成的标志()选项:A、用于系统的整个描述、分析和设计过程的状态空间方法.B、最优控制中的Pontriagin极大值原理和Bellman动态规划。C、随机系统理论中的Kalman滤波技术。D、最优控制理论的产生。正确答案:【用于系统的整个描述、分析和设计过程的状态空间方法.#最优控制中的Pontriagin极大值原理和Bellman动态规划。#随机系统理论中的Kalman滤波技术。】2、问题:经典控制理论以单变量线性定常系统作为主要的研究对象,以时域法作为研究控制系统动态特性的主要方法。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】3、问题:1892年俄国数学家李亚普诺夫发表了论文《运动稳定性的一般问题》,用严格的数学分析方法全面地论述了稳定性问题。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】4、问题:现代控制理论以多变量线性系统和非线性系统作为研究对象,以时域法,特别是状态空间方法作为主要的研究方法。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】5、问题:研究系统控制的一个首要前提是建立系统的数学模型,线性系统的数学模型主要有两种形式,即时间域模型和频率域模型。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】第2章单元测试1、问题:线性定常系统线性非奇异变换后,下述说法正确的是:选项:A、系统的特征值不变B、系统的传递函数矩阵改变C、状态空间描述各参数矩阵不变D、系统的稳定性可能改变正确答案:【系统的特征值不变】2、问题:考虑如图所示的串联组合系统,下列论述正确的是选项:A、当子系统1输入向量的维数与子系统2输入向量的维数相同时,二者才可以进行串联。B、串联组合后系统的传递函数矩阵为C、若两个子系统均为既能控又能观,则串联组合系统一定也是既能控又能观的。D、串联组合后系统的状态方程为正确答案:【串联组合后系统的状态方程为】3、问题:输入输出描述是描述系统输入变量和输出变量关系的模型选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】4、问题:状态空间描述能完全表征系统的一切动力学特征选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】5、问题:系统的状态是指能够完全表征系统时间域行为的一个最小内部变量组。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】6、问题:系统的状态空间描述是唯一的。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】7、问题:坐标变换是指将系统在状态空间的一个基底上的表征,化为另一个基底上的表征。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】8、问题:当状态空间描述中的系统矩阵A有相同的特征值时,一定不能将其化成对角线规范形。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】9、问题:并联组合系统的传递函数矩阵为各并联子系统的传递函数矩阵之和。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】10、问题:若两个子系统输出向量的维数相同,则可实现反馈连接。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】第3章单元测试1、问题:已知系统的初始状态和矩阵指数函数如下所示:B、C、D、正确答案:【】2、问题:已知系统的状态转移矩阵为B、C、D、正确答案:【】3、问题:已知系统状态转移矩阵为则系统矩阵A为()选项:A、B、C、D、正确答案:【】4、问题:已知线性定常系统的系统矩阵为)选项:则下面说法错误的是(A、系统的状态转移矩阵为B、系统的特征值为-2,-3。C、系统的状态转移矩阵不唯一。D、系统状态转移矩阵的逆矩阵为正确答案:【系统的状态转移矩阵不唯一。】5、问题:线性系统状态方程的解由两部分组成,一部分反映系统初始状态的影响,另一部分反映系统输入对状态的影响。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】6、问题:零初态响应指系统初始状态为零时,由系统输入单独作用所引起的运动。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】7、问题:零输入响应代表系统状态的自由运动,受外部输入变量的影响。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】8、问题:线性定常系统和线性时变系统的状态转移矩阵均为系统的矩阵指数函数。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】9、问题:系统的状态转移矩阵由系统矩阵A唯一地确定。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】10、问题:当且仅当状态方程的解为存在和唯一,对系统的运动分析才有意义。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】第4章单元测试1、问题:关于下列系统描述正确的为()选项:A、该系统完全能观测B、该系统不完全能观测C、该系统的不完全能观测但完全能控D、该系统的能观测性无法判断正确答案:【该系统完全能观测】2、问题:已知系统的传递函数为:选项:A、该状态空间描述为约当规范形描述B、该状态空间描述为对角规范形描述C、该状态空间描述为能控规范形描述D、描述的系统为完全能控的系统正确答案:【该状态空间描述为约当规范形描述#描述的系统为完全能控的系统】4、问题:下列说法正确的是()选项:A、系统可由传递函数矩阵完全表征,当且仅当系统为完全能控和完全能观测。B、系统为完全能控和完全能观测时其传递函数矩阵不可简约。C、按能控性结构分解的实质是以明显形式,将不完全能控的系统区分为能控部分和不能控部分。D、系统结构分解的形式是唯一的。正确答案:【系统可由传递函数矩阵完全表征,当且仅当系统为完全能控和完全能观测。#系统为完全能控和完全能观测时其传递函数矩阵不可简约。#按能控性结构分解的实质是以明显形式,将不完全能控的系统区分为能控部分和不能控部分。】5、问题:关于下列系统说法正确的是()选项:A、该系统的能控性指数为1。B、该系统的能控性指数为2。C、该系统的能控性指数集为D、该系统的能控性指数集为正确答案:【该系统的能控性指数为2。#该系统的能控性指数集为】6、问题:格拉姆矩阵能控性判据,既可用于线性定常系统也可用于线性时变系统的能控性判别。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】7、问题:能控性秩判据是基于系数矩阵A和C判断系统能控性的一类判据。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】8、问题:构造多输入多输出系统能控规范形和能观测规范形,都需要面临一个共性的问题,即找出能控性判别矩阵中n个线性无关列或能观测判别矩阵中n个线性无关行。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】9、问题:所有具有对角规范形描述形式的系统都可通过“B矩阵中是否包含元素全为零的行”判断其能控性。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】10、问题:能控性研究系统内部状态是否可由输入影响,能观测性研究系统内部状态是否可由输出反映。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】第5章单元测试1、问题:已知系统状态空间描述为:A、系统的特征值为-1,-3选项:B、该系统有多个平衡态。C、系统的李亚普诺夫方程为:D、该系统是李雅普诺夫意义下渐近稳定的。正确答案:【该系统有多个平衡态。】3、问题:下面论述正确的是()选项:A、李亚普诺夫意义下的稳定等同于外部稳定。B、李亚普诺夫意义下渐近稳定等同于工程意义下稳定。C、零平衡状态为大范围渐近稳定的必要条件为,状态空间中不存在其它渐近稳定的平衡状态。D、对于连续时间非线性定常系统,李亚普诺夫第二法稳定性定理为充要条件。正确答案:【李亚普诺夫意义下渐近稳定等同于工程意义下稳定。#零平衡状态为大范围渐近稳定的必要条件为,状态空间中不存在其它渐近稳定的平衡状态。】4、问题:关于外部稳定性和内部稳定性,下述说法正确的是()选项:A、外部稳定性描述的是系统在给定输入作用下的输出稳定性。B、外部稳定性描述了自治系统自由运动的状态稳定性。C、内部稳定性表达了在外界扰动消失后,系统由初始偏差状态恢复到原平衡状态的能力。D、内部稳定性也称渐近稳定性,它是由系统的结构和参数决定的。正确答案:【外部稳定性描述的是系统在给定输入作用下的输出稳定性。#内部稳定性表达了在外界扰动消失后,系统由初始偏差状态恢复到原平衡状态的能力。#内部稳定性也称渐近稳定性,它是由系统的结构和参数决定的。】5、问题:外部稳定性,是通过零输入下的状态运动响应来描述系统的稳定性。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】6、问题:系统李亚普诺夫意义下渐近稳定的充要条件是系统矩阵A的所有特征值均具有负实部。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】7、问题:克拉索夫斯基方法并不总是有效的,但对某些较为复杂的非线性时不变系统提供了构造李亚普诺夫函数的可能途径。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】8、问题:系统的内部稳定性和外部稳定性在任何情况下都不等价。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】9、问题:李亚普诺夫第二法直接从系统的状态方程出发,通过构造一个类似于“能量”的李亚普诺夫函数,并分析它和其一阶导数的符号特征,从而获得系统稳定性的有关信息。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】10、问题:如果线性定常系统联合完全能控和完全能观测,则系统内部稳定性和外部稳定性必是等价的。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】第6章单元测试1、问题:通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{-1,-2,-3}的受控系统状态空间描述为()选项:A、B、C、D、正确答案:【##】2、问题:判断下述系统哪些可以通过状态反馈实现镇定()选项:A、B、C、D、正确答案:【#】3、问题:以一组期望的闭环系统特征值作为性能指标,综合目标是使所导出的闭环控制系统的特征值配置到期望位置,相应的综合问题称为极点配置问题。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】4、问题:状态反馈是一种完全的系统信息反馈,输出反馈则是系统结构信息的一种不完全反馈。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】5、问题:状态反馈既不改变系统的能控性,也不改变系统的能观测性。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】6、问题:利用状态反馈任意配置系统全部闭环极点的充分必要条件是被控系统完全能控。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】7、问题:如果状态观测器系统的维数小于被观测系统的维数,则这种状态观测器为全维状态观测器。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】8、问题:解耦控制就是指对多输入多输出系统,通过一定的控制算法,使系统的每个输入都可单独地影响系统的每个输出。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】9、问题:在最优控制问题中,如果系统的性能指标是状态变量和控制变量的二次型函数,则称为线性二次型最优控制问题,简称LQ(LinearQuadratic)问题。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】10、问题:用不大的控制能量,使系统输出尽可能保持在零值附近,这类问题称为输出调节器问题。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】前6章作业现代控制理论期末考试1、问题:下述说法正确的是()选项:A、输入输出描述和状态空间描述是等价的B、输入输出描述能够完全表征系统的一切动力学特征C、系统状态变量的选取不是唯一的D、系统的输入变量可以作为状态变量正确答案:【系统状态变量的选取不是唯一的】2、问题:已知状态转移矩阵为B、C、D、正确答案:【】3、问题:给定一个连续时间线性时不变系统,已知B、C、D、正确答案:【】4、问题:下面说法正确的是()选项:A、若一个系统是能控的,则它的对偶系统一定是能控的。B、若一个系统是能控的,则它的对偶系统一定是能观的。C、若一个系统是能控的,则它的对偶系统一定是不能控的。D、若一个系统是能控的,则它的对偶系统一定是不能观的。正确答案:【若一个系统是能控的,则它的对偶系统一定是能观的。】5、问题:关于下列系统能控性和能观测性说法正确的是()选项:A、完全能控、不完全能观测B、不完全能控、完全能观测C、完全能控、完全能观测D、不完全能控、不完全能观测正确答案:【不完全能控、完全能观测】6、问题:已知系统状态空间描述为:选项:A、1个B、2个C、3个D、4个正确答案:【2个】9、问题:关于状态调节问题,下述说法正确的是()选项:A、对于有限时间状态调节问题,其最优解的存在不要求系统完全能控。B、有限时间状态调节问题的调节器是时不变。C、对于无限时间状态调节问题,其最优解的存在要求系统完全能控。D、无限时间状态调节问题的调节器是时不变的。正确答案:【无限时间状态调节问题的调节器是时不变的。】10、问题:下述说法错误的是()选项:A、“非优化型性能指标”属于极值型性能指标的范畴,目标是使综合导出的控制系统性能达到或好于期望性能指标;B、“优化型性能指标”属于极值型性能指标的范畴,目标是综合控制器使系统的性能指标函数取得极大值或极小值;C、具有“优化型性能指标”的综合问题称为最优控制问题;D、极点配置问题是具有“非优化型性能指标”的综合问题。正确答案:【“非优化型性能指标”属于极值型性能指标的范畴,目标是使综合导出的控制系统性能达到或好于期望性能指标;】11、问题:考虑如图所示电路,选择状态变量x=uc,输入变量u=e(t),输出变量y=uc。下述说法正确的是:选项:A、系统状态空间描述为B、无法确定系统的状态空间描述C、系统是二阶系统D、系统的阶次是一阶的正确答案:【系统的阶次是一阶的】12、问题:已知状态转移矩阵为B、C、D、正确答案:【】13、问题:已知系统的传递函数为:选项:A、1B、2C、3D、不存在正确答案:【2】15、问题:对于n阶线性定常系统选项:,下列论述错误的是()A、当系统矩阵A的n个特征值两两互异时,可化为对角线规范形.B、当系统矩阵A有重特征值时,不能化为对角线规范形.C、当系统矩阵A有重特征值,且所有特征值的几何重数等于其代数重数时,可以化为对角线规范形。D、当系统矩阵A具有n个线性无关的特征向量时可以化为对角线规范形。正确答案:【当系统矩阵A有重特征值时,不能化为对角线规范形.】16、问题:对于完全能观测的下列系统B、C、D、以上答案都不正确。正确答案:【】17、问题:下列说法正确的是()选项:A、任何情况下,系统都不可能由传递函数矩阵完全表征。B、系统为完全能控和完全能观测时其传递函数矩阵是可以约简的。C、系统为完全能控和完全能观测时,传递函数矩阵描述和状态空间描述是等价的。D、系统结构分解的形式是不唯一的。正确答案:【系统为完全能控和完全能观测时,传递函数矩阵描述和状态空间描述是等价的。】18、问题:已知线性定常系统如下所示,下列论述正确的是()选项:A、李亚普诺夫意义下稳定、不能控。B、李亚普诺夫意义下稳定、能控。C、李亚普诺夫意义下不稳定、不能控D、李亚普诺夫意义下不稳定、能控正确答案:【李亚普诺夫意义下不稳定、能控】19、问题:下述关于渐近稳定性的说法错误的是()选项:A、系统的渐近稳定性是由系统的结构和参数决定的。B、完全能控且能观测的线性定常系统的渐近稳定性和BIBO稳定性是等价的。C、李亚普诺夫方程判据是判断线性定常系统渐近稳定性的充分必要条件。D、克拉索夫斯基定理是判断定常系统渐近稳定性的充分必要条件。正确答案:【克拉索夫斯基定理是判断定常系统渐近稳定性的充分必要条件。】20、问题:已知线性定常系统如下所示,下面说法错误的是()选项:A、该系统是既能控又能观测的。B、引入状态反馈后,不改变系统的能控性。C、引入状态反馈后,不改变系统的能观测性。D、引入状态反馈后,闭环传递函数出现了零极点对消的情形。后,不改变系统的能观测性。】正确答案:【引入状态反馈21、问题:若两个状态空间描述是代数等价的,则以下说法正确的是()选项:A、系统的特征值相同B、系统的传递函数矩阵相同C、系统的能控性相同D、系统的能观测性相同正确答案:【系统的特征值相同#系统的传递函数矩阵相同#系统的能控性相同#系统的能观测性相同】22、问题:已知线性定常系统的系统矩阵选项:则下面说法正确的是()A、系统的状态转移矩阵的形式是唯一的。B、该系统不是渐近稳定的。C、系统的状态转移矩阵为D、系统的零输入响应为正确答案:【系统的状态转移矩阵的形式是唯一的。#该系统不是渐近稳定的。#系统的状态转移矩阵为#系统的零输入响应为】23、问题:系统传递函数为选项:A、系统有唯一的平衡状态。B、系统有无穷多个平衡状态。C、该系统是渐近稳定的。D、该系统的每一个平衡状态都是李雅普诺夫意义下稳定的。正确答案:【系统有无穷多个平衡状态。#该系统的每一个平衡状态都是李雅普诺夫意义下稳定的。】25、问题:系统状态空间描述如下所示,下列说法正确的是()选项:A、通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{-2,-2,-2,-2,-2}。B、该系统通过状态反馈不能使闭环系统变为渐近稳定。C、该系统可以通过状态反馈使闭环系统变为渐近稳定。D、通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{-2,-2,-2,-2,2}。正确答案:【该系统通过状态反馈不能使闭环系统变为渐近稳定。#通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{-2,-2,-2,-2,2}。】26、问题:已知系统的状态空间描述,下述说法正确的是()选项:A、该状态空间描述为系统的能控规范形。B、系统的特征多项式为C、系统的传递函数为D、该状态空间描述为系统的能观测规范形。正确答案:【该状态空间描述为系统的能控规范形。#系统的特征多项式为#系统的传递函数为】27、问题:关于下列状态方程描述的系统,说法正确的是()选项:A、完全能控。B、不完全能控。C、无法判断能观测性。D、其对偶系统完全能观测。正确答案:【完全能控。#无法判断能观测性。#其对偶系统完全能观测。】28、问题:已知系统状态空间描述为:B、C、D、正确答案:【##】30、问题:下述说法正确的是()选项:A、B、C、D、正确答案:【#】31、问题:下面论述正确的是()选项:A、对于线性定常系统,原点平衡状态是其唯一的平衡状态B、如果线性系统是渐近稳定的,必然是大范围渐近稳定的C、如果非线性定常系统是渐近稳定的,必然是一致渐近稳定的D、对单输入单输出线性定常系统,矩阵A的特征值与该系统的传递函数极点相同正确答案:【如果线性系统是渐近稳定的,必然是大范围渐近稳定的#如果非线性定常系统是渐近稳定的,必然是一致渐近稳定的】32、问题:已知系统的状态方程和输出方程分别为:选项A、可以通过状态反馈将闭环极点配置到B、不能通过状态反馈将闭环极点配置到C、若状态反馈增益矩阵D、能够将闭环极点配置到处的状态反馈增益矩阵K是不唯一的正确答案:【可以通过状态反馈将闭环极点配置到#若状态反馈增益矩阵】34、问题:已知系统的微分方程为B、系统的能观测规范形实现为C、若全维状态观测器的反馈矩阵-2,-3,则可使观测器的极点配置到-1,,则可使观测器的极点配置到-1D、若全维状态观测器的反馈矩阵,-2,-3正确答案:【系统的能观测规范形实现为#若全维状态观测器的反馈矩阵,则可使观测器的极点配置到-1,-2,-3】35、问题:通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{-1,-2,-3}的受控系统状态空间描述为()选项:A、B、C、D、正确答案:【##】36、问题:已知系统的状态方程和输出方程分别为对系统进行按能控性结构分解,则变换矩阵可选为:C、该系统可以通过状态反馈镇定D、系统的不能控特征值为-2正确答案:【系统是不完全能控的#若通过变换对系统进行按能控性结构分解,则变换矩阵可选为:#该系统可以通过状态反馈镇定】37、问题:线性定常系统的状态空间描述如下所示,其中a是实常量参数选项:A、反馈后闭环系统传递函数为B、反馈后闭环系统的能控性和能观测性没有发生改变C、所求的状态反馈矩阵为D、所求的状态反馈矩阵为正确答案:【反馈后闭环系统传递函数为#所求的状态反馈矩阵为】39、问题:输入输出描述仅描述系统的外部特性,不能反映系统的内部结构特征。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】40、问题:当状态空间描述中的A矩阵有两两互异特征值时,一定可以将其化成对角规范形。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】41、问题:串联组合系统的传递函数矩阵为各串联子系统的传递函数矩阵之和。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】42、问题:对线性系统运动的分析,归结为从状态空间描述出发研究由输入作用的激励所引起的状态和输出响应。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】43、问题:零输入响应指系统输入为零时,由初始状态单独作用所引起的运动。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】44、问题:由系统结构的规范分解所揭示,传递函数矩阵一般而言只是对系统结构的不完全描述,只能反映系统中的能控能观测部分.选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】45、问题:线性非奇异变换不改变系统的能控性指数和能观测性指数。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】46、问题:任意两个代数等价的系统必具有相同的能控规范形。选项:A、正确B、错误正确答案:【正确】47、问题:当系统矩阵A有重特征值时,不能化为对角线规范形。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】48、问题:克拉索夫斯基定理是判断系统平衡状态渐近稳定的充要条件。选项:A、正确B、错误正确答案:【错误】49、问题:李亚普诺夫意义下稳定不仅能保证系统受扰运动相对于平衡状

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